ACA微囊的处方和工艺因素对囊膜通透性及强度的影响

吕超，傅红兴，吴岚岚，李慧，刘云西，贾雪超，闫丽

（温州医学院 药学院，浙江 温州 325035）

ACA微囊的处方和工艺因素对囊膜通透性及强度的影响

吕超，傅红兴，吴岚岚，李慧，刘云西，贾雪超，闫丽

（温州医学院 药学院，浙江 温州 325035）

目的：通过考察不同处方和工艺制备的吲哚美辛海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠（ACA）微囊的体外释放，研究影响囊膜通透性及膜强度的因素。方法：以吲哚美辛为模型药物，采用不同的交联剂氯化钙、氯化钡，改变海藻酸钠、壳聚糖、柠檬酸钠浓度及制备工艺来制备微囊，以药物的体外释放曲线来评价囊膜的通透性，通过超声破碎评价微囊的强度。结果：影响微囊中药物释放的主要因素为处方中的交联剂，提高海藻酸钠、壳聚糖浓度、降低液化囊心时间，微囊通透性下降；氯化钙为交联剂制备的微囊强度较小。结论：通过处方和工艺调节有望得到通透性和膜强度适宜的ACA微囊。

微囊；通透性；强度；吲哚美辛

微囊化细胞、蛋白质或小肽等药物进行移植或口服给药是目前正在发展的前景广阔的给药途径[1-3]，用壳聚糖、聚左赖氨酸包裹海藻酸钙/钡芯粒子制备的海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠（ACA）微囊和海藻酸钠-聚左赖氨酸-海藻酸钠（APA）微囊广泛应用于该领域[4-7]。

壳聚糖是一种多功能材料，无毒、化学稳定性好。制备海藻胶-壳聚糖微胶囊通常是将海藻酸钙/钡芯粒子悬浮在壳聚糖醋酸溶液中成膜[8]，制备条件温和，不需要有机溶剂，适合于有生物活性的蛋白质类药物，在化工、食品科学等领域也有很好的应用[9-11]。但微囊囊膜的通透性和机械强度是困扰其广泛应用的两大因素，文献对Ca2+和Ba2+用于制备此种含药微囊有较多报道[12-13]，但有关处方和工艺因素对其膜通透性和强度的影响研究报道较少。

本研究以难溶性药物吲哚美辛为模型药物，通过不同处方和工艺制备含药ACA微囊，考察其体外释放和微囊的超声强度，研究影响囊膜通透性及膜强度的因素，为开发具有适宜膜通透性和强度的ACA微囊奠定基础。

1 材料和方法

1.1 试剂和仪器

1.1.1 试剂：海藻酸钠（上海精细化工科技有限公司）；氯化钙（华盛化工试剂有限公司）；氯化钡（西陇化工股份有限公司）；吲哚美辛（99.0%，江苏太仓制药厂）；泊洛沙姆188（F68，德国巴斯夫公司），十二烷基硫酸钠（SDS，国药集团化学试剂有限公司）；壳聚糖（分子量51000 Da，浙江金壳生物化学有限公司）；其余均为分析纯。

1.1.2 仪器：D-800LS智能药物溶出仪（天津大学无线电厂）；UV-7502 PC紫外分光光度计（上海欣茂仪器有限公司）；磁力搅拌器（上海志威电器有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 ACA微囊的制备：参考微囊的制备工艺[10-11]，将含一定量吲哚美辛的海藻酸钠溶液通过滴管滴至100 mmol/L的氯化钙或氯化钡溶液中反应形成海藻酸钙/钡胶珠；用0.9%氯化钠溶液洗涤3次，弃去上清液得到胶珠I；加入壳聚糖溶液10 mL，反应一定时间，用0.9%氯化钠溶液洗涤3次，弃去上清液得到胶珠II；再将胶珠II混悬于0.15%的海藻酸钠溶液中反应一定时间，用0.9%氯化钠溶液洗涤3次，弃去上清得到胶珠III；将胶珠III混悬于枸橼酸钠溶液中液化囊心，用0.9%氯化钠溶液洗涤3次，得到含吲哚美辛的ACA微囊IV。

选择不同的处方和工艺，将制备得到的不同胶珠和微囊分别进行释放度测定，考察微囊的通透性；并对微囊进行超声破碎和膨胀率测定，考察其囊膜强度。

1.2.2 吲哚美辛含量测定方法的建立：吲哚美辛在1%十二烷基硫酸钠溶液中溶解度约为0.9 mg·mL-1。药物在十二烷基硫酸钠水溶液中紫外扫描结果显示，在265 nm处有较好吸收。精密称取吲哚美辛原料制备标准曲线，以吸光度（A）对浓度（μg·mL-1）作图，得到的标准曲线方程为：C（μg·mL-1）＝23.706 A－0.6215，r=0.9999，说明药物在浓度2.5～30.0 μg·mL-1范围内线性良好，确定了药物的紫外测定方法。

1.2.3 囊膜强度的评价：①超声破碎：选取20个微囊置于蒸馏水中，在80 W功率下超声，观察不同时间微囊的破损率。②膨胀率：文献报道也可用膨胀率S表示微囊强度[2]。膜强度与膨胀率成反比。

注：Dt：微胶囊的平均直径；D0：微胶珠的平均直径

1.2.4 囊膜通透性的评价：以吲哚美辛药物的体外释放快慢来评价微囊膜的通透性。按照《中华人民共和国药典》2010年版二部释放度测定方法第一法，以500 mL 1%的十二烷基硫酸钠水溶液为释放递质，转速100 r·min-1，温度（37.0±0.5）℃，分别于不同时间取样5 mL，同时补充等体积同温释放递质，于265 nm处测吸光度，以空白释放递质调零，计算药物的累积释放百分率，并画出药物累积释放曲线图。

2 结果

2.1 ACA微囊的外观性状 本方法制备的吲哚美辛ACA微囊外观均为白色、圆整的小球，直径约为4.0 mm，大小均匀，但肉眼观察以氯化钡为交联剂的微囊比以氯化钙为交联剂制得的微囊表面光滑。

2.2 不同配方和工艺制备得到的吲哚美辛ACA微囊通透性考察

2.2.1 不同金属离子交联剂的影响：处方一：用1.5%海藻酸钠与100 mmol/L CaCl2溶液中反应10 min，加入0.3%壳聚糖溶液反应5 min，再将微珠混悬于0.15%海藻酸钠溶液中5 min，用55 mmol/L枸橼酸钠溶液液化囊心5 min；处方二：用1.5%海藻酸钠与100 mmol/L BaCl2溶液反应10 min，其余处方和工艺同处方一。

对处方一和处方二不同制备阶段得到的胶珠和微囊进行释放度测定，得到的释放曲线见图1。

图1 不同金属离子交联剂制备的各阶段胶珠和微囊的药物平均累积释放结果

由图1可知，以氯化钙为交联剂得到的各阶段胶珠药物释放均比以氯化钡为交联剂的快。以氯化钙为交联剂，药物胶珠在液化囊心后释放最快，说明液化囊心对微囊的药物释放有较大影响；而该趋势在以氯化钡为交联剂得到的各阶段胶珠中变化不明显，提示以Ba2+为交联剂得到的各阶段胶珠膜孔均较致密。

2.2.2 海藻酸钠、壳聚糖和柠檬酸钠浓度对ACA微囊药物释放的影响：为研究影响囊膜通透性的处方因素，本研究在处方一中选择与氯化钙反应的海藻

酸钠浓度分别为1.5%、1.6%、1.8%、2.0%，壳聚糖浓度为0.1%、0.3%、0.5%，柠檬酸钠浓度为70、55、40 mmol/L，其余不变，得到的ACA微囊D的药物释放曲线见图2。

图2 不同配方因素制备的ACA-吲哚美辛微囊的药物平均累积释放结果

由图2可知，海藻酸钠浓度越高，药物释放越慢，增加壳聚糖和柠檬酸钠的浓度，也可使药物释放速率减慢，此可能解释为囊膜的通透性与海藻酸钠与氯化钙的交联程度、壳聚糖与氯化钙的置换程度呈正相关，而与柠檬酸钠液化囊心的程度呈负相关。

2.2.3 不同制备工艺对ACA微囊药物释放曲线的影响：以Ca2+为交联剂，分别选择海藻酸钠与氯化钙反应时间为2、4、7 min，与壳聚糖反应的时间为3、5、8 min，液化囊心时间为3、4、5、6 min得到的ACA-Ca微囊D的药物释放曲线图见图3。

图3 不同工艺因素制备的ACA-吲哚美辛微囊的药物累积释放结果

由图3可知，海藻酸钠与氯化钙反应的时间不同，柠檬酸钠液化囊心的时间在4～6 min内，药物的累积释放速率并没有显示相应的变化，说明此工艺条件下ACA微囊的性质并无大改变，但液化囊心时间为3 min时，药物释放较慢，可能为柠檬酸钠液化囊心不完全，药物要透过海藻胶形成的屏障，到达囊膜外。

2.3 微囊强度 根据“2.2”的结果，我们选择配方一与配方二的不同交联剂制备的ACA微囊D进行膨胀率和超声破碎实验比较，结果如表1。

表1 氯化钙和氯化钡为交联剂制备的微囊膨胀率及超声破碎率比较

从表1可以看出，以氯化钙为交联剂制备的微囊与以氯化钡为交联剂制备的微囊相比，膨胀率较高，而囊膜强度比氯化钡为交联剂的低。

3 讨论

ACA微囊的开发具有广阔的市场前景。ACA微囊的制备方法文献报道较多，配方浓度和反应时间也有不同报道，因此导致处方不均匀，本研究有助于各微囊研究人员进行微囊相关药物的开发提供通透性和强度变化因素的参考。

处方中交联剂Ca2+、Ba2+的选择对囊膜的通透性有较大影响；海藻酸钠、壳聚糖浓度的提高使囊膜的通透性下降，而柠檬酸钠浓度的提高则使囊心液化的程度提高，囊膜也可能被部分液化，使药物释放加快；在一定范围内改变海藻酸钠与氯化钙反应时间、海藻酸钙胶珠与壳聚糖反应时间和柠檬酸钠液化囊心时间，药物累积释放曲线均无明显改变，但缩短液化囊心时间，则微囊液化囊心不充分，药物释放速率较慢。

本实验中笔者也曾用过氯化镁和壳聚糖直接作为第一步反应的交联剂，但海藻酸钠与两者反应10 min后，得到的胶珠强度均太低，只在海藻胶珠外形成一层薄膜。此外在壳聚糖溶液中添加不同浓度的泊洛沙姆188做致孔剂，调节氯化钡和氯化钙不同浓度制备ACA吲哚美辛微囊，但药物的释放均不受影响。微囊最终在药物释放后溶解于释放递质中，因此显示了该微囊很好的降解性能。

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R944

B

1000-2138（2012）01-0075-04

2011-08-08

国家自然科学基金资助项目（81071277）；浙江省自然科学基金资助项目（Y2080915）；浙江省大学生科技创新活动资助项目（2011R413006）。

吕超（1988-），男，安徽亳州人，本科生。

傅红兴，药剂学硕士，讲师，Email：hx_fu79@163.com。

丁敏娇）

·论 著·